230 likes | 570 Views
Особенности излучательных свойств узкозонных полупроводников на примере твердых растворов PbSnSe (Te) и HgCdTe Румянцев В.В. Семинар аспирантов и студентов, 17 апреля 2014 г. Что такое «узкозонные» материалы?. III-V compounds. Atmospheric windows. phonon bands. 500. Sb based lasers. 400.
E N D
Особенности излучательных свойств узкозонных полупроводников на примере твердых растворов PbSnSe(Te) и HgCdTe Румянцев В.В. Семинар аспирантов и студентов, 17 апреля 2014 г.
Что такое «узкозонные» материалы? III-V compounds Atmospheric windows phonon bands 500 Sb based lasers 400 300 Peltier Temperature (K) GaAs based lasers 200 InP based lasers LN 100 2 0 100 200 2 5 50 10 20 m Wavelength ( m) 5 – 12 THz 20 – 50 meV 150 – 400 cm-1
Зонная структура PbSnTe • Коэффициент анизотропии: • PbSnSe – 2 • PbSnTe – 10
Инверсия зон При температуре жидкого гелия x ~ 0.35 x ~ 0.15 x ~ 0.168 Ширина запрещенной зоны увеличивается с ростом температуры
Выводы HgCdTe PbSnTe(Se)
Рекомбинация в HgCdTe Рекомбинация Шокли-Рида-Холла Время жизни ограничено снизу!
Излучательная рекомбинация Предел слабого возбуждения Время жизни увеличивается с уменьшением Eg Время жизни неограниченно уменьшается с ростом накачки
Оже-рекомбинация Пороговый процесс
Рекомбинация в PbSnTe (Se) Оже-рекомбинация Плазмонная рекомбинация Междолинная Оже-рекомбинация tp ~ 1 ps
Стимулированое излучение в PbSnTe (Se) PRL 16, 1193 (1966)
Выводы • Более высокая вероятность Оже-рекомбинации • Низкий уровень остаточного легирования (1014 см-3) – плазмонная рекомбинация становится важной при высоких уровнях накачки • В гетероструктурах возможен симметричный закон дисперсии – снижается роль Оже-рекомбинации • Возможна междолинная Оже-рекомбинация • Высокий уровень остаточного легирования (1017 см-3) – плазмонная рекомбинация ограничивает характеристики длинноволновых лазеров • Технология роста гетероструктур осложнена рассогласованием постоянных решетки HgCdTe PbSnTe
Рекомбинация • Рекомбинация Шокли-Рида-Холла • Время жизни ограничено снизу! • Излучательная рекомбинация • Время жизни увеличивается с уменьшением Eg • Оже-рекомбинация • Время жизни уменьшается с уменьшением Eg